淺談橋涵頂進施工中線路的加固方法

摘要：本文闡述了既有線下穿橋涵頂進施工中，線路加固的三種基本方法：扣軌加縱橫梁加固、D型便梁和工便梁加橫抬梁組合的加固方法，從適用條件、施工工藝、加固安裝順序及注意事項等方面進行了論述。

關鍵詞：頂進；線路；加固

隨著鐵路跨越式建設和地方經濟的不斷發展，下穿鐵路的橋涵頂進工程愈來愈多。而在不中斷行車的條件下，為確保鐵路的安全運營，且又不影響下穿橋涵工程的正常施工，這就需要對既有線軌道進行加固。確定軌道加固的形式應視鐵路線路的狀況、既有線的運輸能力、頂進橋涵處地質、地下水情況及結構的尺寸、刃腳構造、覆土厚度、施工季節等情況綜合考慮。目前頂進橋涵施工軌道加固常用方法有三種，即扣軌加縱橫梁加固方案、D便梁和工便梁加固方案，此三種加固方案均需在列車慢行45km/h的前提下進行。

1、扣軌與縱橫梁組合加固

1.1單一的扣軌加固方法

當頂進的工程為圓管，孔徑小于2m且軌底到管頂的距離大于3m，處于直線地段，運輸不甚繁忙，路基土質較好，刃腳安裝良好，可采用單一的扣軌加固方法進行線路加固?？圮壢粲?3kg/m或50kg/m舊鋼軌，組合方式有3-5-3或3-7-3，即每組（束）每組3根2組配每組5根1組或每組3根2組配每組7根1組進行線路加固，扣軌組數可通過計算決定。軌束分開鋪設在鋼軌的內外側，3-5-3或3-7-3中間那一束鋪設在兩鋼軌的中間。軌束長度需伸出框構兩側至少5 m，軌束與枕木的交叉點全部用“U”型螺栓與扣板連成一體。扣軌離開主軌墊板5 cm，每束扣軌兩端設木梭頭，扣軌接頭相互錯開，相錯量大于1m。

1.2扣軌加縱橫梁組合加固

當頂進橋涵孔徑小于4m或孔徑大于18m時，線路加固可采用扣軌加縱橫梁加固方法。

⑴插入木枕：

伸出橋外有效長度不小于5 m，同時要求伸出穩定邊坡以外不小于3 m，當土質較好時伸出橋外有效長度大致與橋高相等的范圍內，對現有混凝土枕進行方枕，使其間距為0.8m，然后隔一根穿入一根長度大于3.3m長的木枕，木枕上鋪設鐵墊板，釘齊道釘。

⑵鋪設扣軌梁：

在主軌內外側上3－5－3或3-7-3， P43或P50/25m再用軌，扣軌使用材質、規格、型號要符合規定要求，扣軌梁要使用U型卡子與木枕連接在一起。

⑶穿入橫抬梁：

將穿入橫抬梁位置的道碴扒掉，每隔二根軌枕穿入一根強度不低于I45工字鋼（或H型鋼）橫抬梁，長度不夠時用拼接板把兩工字鋼在腹板和翼板處拼焊起來，或用專用高強連接板配合高強螺栓進行連接。為減少頂進箱身的阻力，在每組橫梁下鋪設小滑車（或用槽鋼作為滑道）。橫抬梁兩端均放置在線路外側的挖孔樁（枕木垛）上（每側兩排），頂入一端擱置在框構橋頂面的滑動小車上，每兩道工字鋼橫抬梁間設一道軌距拉桿以保證軌距。

⑷鋪設縱梁：

順線路方向在線路兩側架設縱梁束，單線左右側各一束（兩片為一束），多線線間三片為一束，縱梁束兩端用挖孔樁（枕木垛）作支撐點?？v梁束鋪設在橫抬梁兩端的頂面上，每組縱梁束用U型螺栓和扣板與橫抬梁連成一體，使縱梁與橫梁形成穩定的井字型抬梁，從而達到加強線路剛度與強度目的。

⑸防止線路橫移的措施：

為了防止線路發生橫向移動，在框架橋頂預埋直徑為￠25mm鋼拉環5處，間距2m，頂進時用30T倒鏈隨時拉緊線路，調整線路方向。在頂進方向的另一端增設支撐樁，支撐樁的直徑一般采用1～1.25米，間距4～5米，深度比頂進橋涵底大2米左右。支撐樁上現場預制支撐梁。鋼橫梁與支撐梁之間用鋼軌或槽鋼等鋼構件頂死。

施工作業時應加強兩側線路的道床搗固，保證道碴飽滿密實，特別是框構兩邊外側與路基相連接處；為防止軌道電路發生聯電現象，橫梁與軌底間應有可靠的絕緣裝置，吊工字鋼卡子須穿半切開的防護絕緣套；工字鋼穿放及拆除時，均遵循“隔一”的原則進行，嚴禁相鄰兩根工字鋼同時作業；為防止線路發生橫縱向串動，在預制的框構頂預埋U型螺栓，用倒鏈將縱梁和框構連接，在頂進的過程中邊頂進邊拉動倒鏈。

2、D型便梁加固

D型便梁由縱梁、橫梁、斜桿及連接配件組成。為單線半穿式鋼梁，縱梁箱形，橫梁兼作軌枕，適用于曲線半徑≥400m的線路。D型便梁可以架空加固線路，在不中斷行車慢行的條件下進行各種下穿橋涵施工，而且拼裝簡單、運輸方便、安全系數大。但是D型便梁也有其使用的局限性，一是D型施工便梁分為D12、D16、D20、D24等四種型號。跨度分別為L。=12．06 m，L。=16．08 m，L。=20．10 m， L。=24．12 m。對于需要頂進大孔徑的框構就無法采用；二是由于D型便梁高度較高，如果橋涵頂至軌底間距離或線間距較小時，則不能采用；三是單片梁重心較高底面較窄，在移動中很容易拆翻、傾覆；四是施工難度大，費用較高。

2.1支撐樁施工

D型便梁可用孔徑為1.0～1.25m挖孔樁作為支撐樁，挖孔樁樁的根數、布置形式、樁徑、樁長都必須根據現場情況具體設計檢算確定。

2.2D型便梁施工

①按批準后的慢行計劃，按規定距離在線路路肩上設置列車慢行牌，并在施工地點派專職防護員。②調整軌枕間距。按照施工便梁鋼橫梁分布間距0.67m在既有線鋼軌上打上標記，然后調整軌枕位置，應按工務規則要求“隔六抽一”，留出橫梁插入空位，調整枕木時，枕木底應搗固串實。③插入鋼橫梁。由主梁兩端向中心排列抽換，橫梁上需要墊大塊絕緣橡膠板，防止軌道電路短路，影響信號和行車。④吊放縱梁。封鎖點內利用大噸位吊車分別把便梁的縱梁吊放到便梁的支撐樁上。⑤安設扣件。先安裝一側縱梁連接橫梁、牛腿、連接板，然后安裝另一側縱梁，并同時安裝鋼軌尼龍墊及扣件。上扣件時同根橫梁上兩側不能同時作業，防止扳手同時接觸軌道聯電。⑥調整標高。便梁及軌道扣件全部安設完畢后，利用列車間隙時間調整支撐樁墊木，使便梁全面受載加壓，檢查便梁線路，并把螺栓全面擰緊一遍。無不良情況即可去碴開挖作業。⑦安設斜拉撐桿。由于便梁跨度大穩定性較差，去除道床后立即安設斜拉撐桿。施工時牛腿及聯結板上全部螺栓應同時上緊，彈簧墊圈置于螺母與平墊圈之間；使用過程中，應隨時檢查，上緊松動的螺栓；橋上應盡可能避免鋼軌接頭，不能避免時，鋼軌接頭必須調整在橫梁上（用接頭扣板）；絕緣墊板應配置齊全，防止聯電事故發生。

為防止頂進時塌方，在D梁便梁加固范圍以外6.25m或12.5m范圍內采取扣軌加縱橫梁加固。線路兩側的支撐，結合防護樁和枕木垛進行加固。

3、工便梁加固

工便梁為分節式縱梁，利用簡支鋼結構原理，把工字鋼作為單孔便梁聯接起來。便梁可由多個支點支撐，其接頭聯接板采用等強度聯結，由上下兩組夾板和一組腹板組成，單片便梁最小長度為12m。由于其強度、剛度、穩定性、安全性都比較好，因而被廣泛應用于大跨度的橋涵頂進。但由于工便梁剛度較D型便梁弱，因此在施工時往往采用工便梁加橫抬梁組合的加固形式。

①支撐樁施工。工便梁支撐樁一般為挖孔樁。

②便梁安裝。便梁架設一般采用汽車吊吊裝到路肩外枕木支點上，然后橫移到路肩上，線間便梁利用線路封鎖點跨線橫移，在每片便梁兩端位置必須先穿入2片以上鋼枕，以便于便梁就位時隨即與之連接，保證其穩定性；吊便梁時，與接觸網必須有足夠的安全距離（大于2m）。

③鋼枕安裝。在兩工便梁縱梁之間，采用H20鋼枕連接，鋼枕在既有砼枕的間隙內設置，每個間隙內穿一根鋼枕，穿鋼枕時要按工務“隔六穿一”的原則，開挖一空穿一根，穿一根加固一根，與鋼軌接觸面墊好絕緣板，如此反復逐次施工，嚴格控制水平和方向，確保行車安全，鋼枕兩端與縱梁聯結，聯結方法采用高強螺栓與縱梁聯結擰緊。

④橫抬梁安裝。橫抬梁可用工字鋼或H型鋼組合而成，每組2～3根組成。橫梁一端架設在挖孔樁上，一端擱置于框架頂端，具體位置應視場情況而定，但需滿足力學檢算的要求。頂進施工時，為減小橫抬梁與箱頂之間的摩擦力，在箱頂與橫抬梁接觸面上放置鋼板，其上放置圓鋼或滑車做滾軸，以利頂進。為避免橫縱梁縱橫移動，在工作坑后對應橫抬梁位置的原地面上設兩個地錨，并用鋼絲繩及倒鏈將橫抬梁與地錨連接；并在邊跨的外側支點上各插入一組H型鋼，作為輔助橫抬梁。

⑤線路控制。工便梁加固線路時，線路的軌距及橫向穩定性均靠混凝土枕及鋼枕上的所有扣件來完成。加固后，縱橫梁及線路成為一體，這樣確保了線路不變形。

用工便梁法加固線路，因在加固過程中增加的大量的鋼鐵構件，使原有的軌道電路絕緣條件降低，因此在施工中應特別注意：鋼軌與工字鋼梁、鋼軌與工便梁之間應使用絕緣安全可靠的扣件連接；安裝吊軌梁的U型螺栓時，要防止U型螺栓相互搭接接觸鋼軌或鋼軌聯結件，造成軌道聯電；在安裝工便梁的橫梁時，橫梁與鋼軌間聯結扣件的絕緣配件按工字梁使用說明書上的要求安裝配制齊全，避免在絕緣部件還沒起作用時造成短路狀態；在抽軌枕換工便梁的橫梁時，必須在鋼軌下墊大塊絕緣橡膠墊板，防止橫梁將兩根鋼軌的電路短路影響信號和行車。聯接吊軌卡螺栓，扣軌梁聯接螺栓都不高于基本軌面。

4、結束語

以上三種方法在頂進橋涵施工中加固線路時應用都比較廣泛，施工時要根據現場實際情況，經過技術、經濟比選認真選擇。目前由于高速、重載對線路的加固措施要求愈來愈嚴格，扣軌加橫縱梁的加固方法已逐步被D型便梁和工便梁加橫抬梁加固方法所取代。不論采用哪種方法都要以確保列車行車安全為前提，在保證運營安全的情況下，盡可能地減少要點時間，縮短施工工期，提高經濟效益。

參考文獻

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[2]D型施工便梁架空線路施工湯國梁技術企業科技與發展出版社，2008

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